Трансгеноз: Живые ферментеры
[ Обозрение, 1995 , Danheiser, 1994 ].
80% молока животных , используемых в сельском хозяйстве для получения молока, состоит из шести основных белков: четырех казеинов, бета-лактоглобулина и aльфа-лактальбумина . Эти белки секретируются эпителиальными клетками молочной железы под контролем нескольких гормонов. У овцы, например , бета-лактоглобулин, содержится в литре молока в количестве 3 - 5 грамм. Регуляторные последовательности этого гена были использованы для специфической экспрессии различных генов в молочных железах различных животных. Хотя сегодня еще ни один из продуктов, получаемых с помощью живых ферментеров, не вышел в практику, в развитие этого направления вкладываются большие силы. В таблице 4 вы увидите несколько примеров тех продуктов, которые находятся в разработке и приближаются к рыночному виду. Во всех случаях ген белка, который хотят синтезировать в живом ферментере, присоединяют к регуляторным элементам, обусловливающим секрецию в молоко. Таким способом в молоке удается синтезировать большие количества требуемых продуктов. Несколько граммов на литр и более. В таблице вы видите, что это достигается с помощью тех промоторов, которые предназначены для синтеза природных компонентов молока.
Опять можно видеть два направления работы. В первом из них задачей является синтез фармацевтических продуктов, которые затем будут очищаться и в очищенном виде использоваться в качестве лекарственных средств. Вам и без меня должно быть ясно, что речь идет о человеческих белках, которые могут быть использованы для помощи людям, у которых этих белков в силу каких-то причин не хватает. Не хватает вообще, в силу наследственных дефектов, или не хватает в данный момент времени для противодействия какой либо болезни, возникновению тромба, например. К таким продуктам из числа перечисленных в таблице относятся тканевый активатор плазминогена ( TPA ), на который возлагают большие надежды, как на средство против тромбов, в частности при инфарктах. Антитромбин III и протеин С также являются противотромботическими средствами . Фактор IX , один из продуктов, участвующих в сложной системе свертывания крови , наследственно отсутствует у больных гемофилией В .
Помните, в одном из первых очерков мы упоминали болезнь королей - гемофилию А ? Там была недостаточность фактора VIII . Гемофилия В встречается реже, но тем, кто ею страдает, от этого не легче, и с помощью фактора IX им можно помочь.
Другой подающий большие надежды продукт - альфа-1-антитрипсин (AAT) человека. Генетическая дефицитность этого продукта распространена достаточно широко. Она поражает мужчин и вызывает опасную для жизни эмфизему. Болезнь можно корректировать, вводя больным препарат ААТ. Годовая потребность в ААТ составляет около 4000 кг. Были получены, к примеру, трансгенные овцы, производящие 35 (!) г/литр ААТ.
Вот еще пример использования живых ферментеров. Ученые из организации сельскохозяйственных исследований Израиля удалось добиться синтеза сывороточного альбумина человека и других белков в молоке коз. Утверждается, что уровень экспрессии в молоке чрезвычайно высок. Альбумин человека может быть широко использован в фармацевтической промышленности. Сейчас он получается из крови доноров [ Обозрение, 1995 ]. Существуют и другие продукты, которые пытаются получить таким образом. Ну, в частности, можно увидеть в литературе упоминания о синтезе в живых ферментерах интерлейкинов . В Институте биоорганической химии работают над получением гамма-интерферона и список этот можно расширять далее.
С помощью живых ферментеров надеются достичь, как минимум, двух эффектов. Во первых, возможно будет проще очищать синтезируемые продукты. Во-вторых, возможно, они будут более похожи на природные человеческие продукты по характеру посттрансляционных модификаций белков, в частности, гликозилированию. Это не факт, и более того есть данные, что TPA , полученный в молоке, гликозилирован не совсем так, как природный человеческий TPA, но все таки логично полагать, что гликозилирование в коровьем организме ближе к человеческому, чем у дрожжей или у насекомых, клетки которых часто используют для генно- инженерного производства. А у бактерий вообще не получаются гликозилированные продукты. Иногда это не важно, но в ряде случаев отсутствие гликозилирования может приводит либо к отсутствию функциональных свойств у негликозилированного продукта, либо к его уменьшенной стабильности, либо к изменению его иммунногенности и т.д. Таблица 4 . Примеры некоторых продуктов, разрабатываемых с помощью технологии живых ферментеров приведены в [ Danheiser, 1994 ].
Смотрите также:
